LEAR is dead, long live LEIR!
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Description
The LEAR (Low Energy Antiproton Ring) experiment has now been dismantled. Only the dipoles remain for use in the future LEIR (Low Energy Ion Ring) experiment, the new ring which will supply lead ions to the LHC experiments.
LEAR, shown here dismantled, will live to see another golden era as LEIR starting in 2005.
Hall 150 has seemed rather empty for the last few weeks since the dismantling of LEAR at the end of March. Apart from a small number of magnets, few components of the Low Energy Antiproton Ring remain. A series of tests carried out on the ring in 1997 were used to determine the specifications for a new machine to supply the LHC. The new machine's purpose is to deliver lead ions for ALICE (A Large Ion Collider Experiment), as well as for CMS and ATLAS. The new machine, with a circumference of 78 metres (1/8 that of the PS), is called LEIR, the Low Energy Ion Ring.
The collisions between lead nuclei which will take place inside the LHC detectors will release energies of 1148 TeV, thirty times those achieved today by the RHIC, the American ion collider. These collisions are to reproduce quark and gluon plasma, the state of matter which is thought to have existed for several billionths of a second after the creation of the Universe. Initially, the luminosity will be limited to one twentieth of the nominal value in order to reduce ion loss in the LHC, which could lead to quenches in the magnets, in other words cause them to pass from a superconducting to a conducting state.
LEIR will be one of the links in the LHC lead ion injection chain. The ions, which will be supplied by an electron cyclotron resonant source, will first be accelerated to 4.2 MeV/nucleon by the Linac 3 accelerator. A lead nucleus contains 208 nucleons, 82 protons and 126 neutrons. Once in the LEIR ring, the lead ions will be cooled and accelerated to an energy of 72.2 MeV/nucleon. The beam will then be transferred to the PS and SPS to be accelerated, before being injected into the LHC.
The work to install the new machine is to start in July 2004 and will continue until July 2005. Like the LHC, LEIR is the fruit of international collaboration, since the radiofrequency accelerating cavities are being supplied by the KEK Laboratory in Japan, the low level radiofrequency electronics have been developed at the Brookhaven Laboratory in the United States and the electron cooling system has been developed at the Nuclear Physics Institute in Novosibirsk, Russia. The ion source is being manufactured by the French Atomic Energy Commission in Grenoble, while the magnets and the diagnostic components will be recovered from LEAR.
LEIR is to come into operation in 2005 and to deliver a lead ion beam to the PS in 2006. The first test beams will be injected into the SPS in 2007. These lead ion beams should then be supplied to the LHC for one month each year from 2008 onwards.
LEAR during its previous heyday which lasted until 1997.
Technical info
Cover articleOther (French)
Le LEAR (Low Energy Antiproton Ring) est désormais démonté. Seuls les dipôles sont restés en place pour le futur LEIR (Low Energy Ion Ring), le nouvel anneau qui alimentera les expériences du LHC en ions de plomb.
Other (French)
Le LEAR (Low Energy Antiproton Ring) est désormais démonté. Seuls les dipôles sont restés en place pour le futur LEIR (Low Energy Ion Ring), le nouvel anneau qui alimentera les expériences du LHC en ions de plomb.
Le LEAR démonté qui deviendra le LEIR pour une nouvelle période glorieuse à partir de 2005.
L'emplacement du LEAR dans le hall 150 paraît bien vide depuis quelques semaines. A part quelques aimants, il ne reste en effet plus beaucoup de composants de l'anneau d'antiprotons de basse énergie, (Low Energy Antiproton Ring), enlevés fin mars. En 1997, une série de tests menés sur cet anneau a permis de déterminer les besoins pour une nouvelle machine alimentant le LHC. Son objectif : fournir des ions de plomb à l'expérience ALICE (A Large Ion Collider Experiment), mais aussi à CMS et ATLAS. Cette nouvelle machine, c'est le LEIR (Low Energy Ion Ring) de 78 mètres de circonférence (1/8ème du PS).
Les collisions de noyaux de plomb qui se produiront au centre des détecteurs du LHC atteindront une énergie de 1148 TeV, soit trente fois plus que dans le collisionneur d'ions américain RHIC aujourd'hui. Ces collisions devront recréer le plasma de quarks et de gluons, état de la matière qui est supposé avoir existé quelques milliardièmes de seconde après la création de l'Univers. La luminosité sera limitée dans un premier temps à 1/20ème de la valeur nominale afin de limiter les pertes en ions dans le LHC. Ces pertes de faisceau risqueraient de provoquer des transitions résistives des aimants, c'est à dire de les faire passer de l'état supraconducteur à l'état conducteur.
Le LEIR sera l'un des maillons de la chaîne d'injection du LHC en ions plomb. Les ions, issus d'une source à résonance cyclotronique (Electron Cyclotron Resonant Source), seront d'abord accélérés à 4,2 MeV/nucléon par l'accélérateur linéaire Linac 3. Le noyau de Plomb est constitué de 208 nucléons, 82 protons et 126 neutrons. Une fois dans l'anneau du LEIR, les ions de plomb seront refroidis et accélérés pour atteindre une énergie de 72,2 MeV/n. Le faisceau sera ensuite transféré pour être accéléré au PS et au SPS avant d'être finalement injecté dans le LHC.
L'installation de cette nouvelle machine doit commencer en juillet 2004 et se poursuivre jusqu'en juillet 2005. A l'instar du LHC, sa réalisation est le fruit d'une collaboration internationale puisque les cavités accélératrices radiofréquences sont fournies par le Laboratoire KEK au Japon, l'électronique bas niveau de la radiofréquence provient du Laboratoire de Brookhaven aux Etats-Unis et le système de refroidissement des électrons de l'Institut de physique nucléaire de Novosibirsk en Russie. La source d'ions est fabriquée quant à elle par le Commissariat à l'énergie atomique à Grenoble. Les aimants ainsi que des éléments de diagnostic sont récupérés du LEAR.
Le LEIR doit entrer en service en 2005 et délivrer un faisceau d'ions de plomb au PS en 2006. Les premiers faisceaux test seront envoyés au SPS en 2007. Ces faisceaux de plomb devront alimenter le LHC un mois par an à partir de 2008.
Le LEAR au cours de sa précédente période glorieuse jusqu'en 1997.
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Additional details
Identifiers
- CDS
- 749051
- CDS Report Number
- BUL-NA-2004-128
- Aleph number
- 000015675MMD
Related works
- References
- Other: 000015596 (Other)
- Other: 000000305 (Other)